(57)【要約】  露光ユニット全体を小型化することができ、また、タクトタイムの短縮を図ることができるプリアライメント装置及びプリアライメント方法を提供する。  プリアライメント装置２０は、精密温調プレート２２に載置された基板Ｗを温調する基板温調機構、精密温調プレート２２に載置された基板の異物を検出する異物検出機構３４を有することで、プリアライメント装置２０と基板温調機構と異物検出機構が単一の装置となり、また、搬送用ロボットの数も削減でき、露光ユニット全体を小型化することができる。また、温調が行われている基板にプリアライメント、異物検出を行うことで、タクトタイムの短縮を図ることができる。
2011065380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光装置に搬送される基板をプリアライメントするためのプリアライメント装置であって、
前記基板を載置するための基板保持部と、
前記基板保持部を所定の方向及び該所定の方向と直交する方向に駆動するとともに、これらの方向と直交する軸まわりに回転駆動する基板駆動機構と、
前記基板保持部に載置された基板を温調する基板温調機構と、
を有することを特徴とするプリアライメント装置。
【請求項２】
前記基板保持部に載置された基板の異物を検出する異物検出機構をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のプリアライメント装置。
【請求項３】
露光装置に搬送される基板をプリアライメントするためのプリアライメント装置であって、
前記基板を載置するための基板保持部と、
前記基板保持部を所定の方向及び該所定の方向と直交する方向に駆動するとともに、これらの方向と直交する軸まわりに回転駆動する基板駆動機構と、
前記基板保持部に載置された基板の異物を検出する異物検出機構と、
を有することを特徴とするプリアライメント装置。
【請求項４】
前記異物検出機構は、前記基板保持部の上方に配置され、前記所定の方向に直線状に配置される複数のカメラと、該カメラが撮像する基板の位置に光を照射する光源と、を有することを特徴とする請求項２又は３に記載のプリアライメント装置。
【請求項５】
前記異物検出機構は、前記複数のカメラ及び前記光源を前記直交方向に搬送する搬送機構、をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のプリアライメント装置。
【請求項６】
前記複数のカメラ及び前記光源は、前記直交方向において、前記基板保持部に前記基板を受け渡すための搬送用ロボット寄りの位置に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のプリアライメント装置。
【請求項７】
前記異物検出機構は、前記所定の方向における前記基板保持部の側方にそれぞれ配置されたレーザー投光器とレーザー受光器とを有することを特徴とする請求項２又は３に記載のプリアライメント装置。
【請求項８】
前記異物検出機構は、前記レーザー投光器とレーザー受光器を前記直交方向に搬送する搬送機構、をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のプリアライメント装置。
【請求項９】
前記レーザー投光器とレーザー受光器は、前記基板保持部の直交方向において、前記基板保持部に前記基板を受け渡すための搬送用ロボット寄りの位置に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のプリアライメント装置。
【請求項１０】
基板を載置するための基板保持部と、前記基板保持部を所定の方向及び該所定の方向と直交する方向に駆動可能、並びにこれらの方向と直交する軸まわりに回転駆動可能な基板駆動機構と、前記基板保持部に載置された基板を温調する基板温調機構と、を有するプリアライメント装置のプリアライメント方法であって、
前記基板保持部に載置された基板を温調する工程と、
前記温調が行われている基板にプリアライメントを行う工程と、
を有することを特徴とするプリアライメント方法。
【請求項１１】
基板の異物を検出する異物検出機構によって、前記温調が行われている基板の異物を検出する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のプリアライメント方法。
【請求項１２】
基板の異物を検出する異物検出機構によって、搬送用ロボットが前記基板保持部に前記基板を受け渡す際に、前記基板の異物を検出する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のプリアライメント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリアライメント装置及びプリアライメント方法に関し、より詳細には、露光装置に搬送される基板をプリアライメントするためのプリアライメント装置及びプリアライメント方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、ガラス基板を露光する際の手順の一例を示している。まず、洗浄されたガラス基板は、コーター１０１によってレジストが塗布され、搬送される過程でホットプレート１０２（ＨＰ）によって温めてレジストを乾燥させた後、コールドプレート１０３（ＣＰ）によって荒熱を取り除く。そして、搬送用ロボット１０４によって精密温調装置１０５に搬送して、基板を冷却して温調する。次に、搬送用ロボット１０６によって異物検査機１０７へ基板を搬送し、異物の有無を検査する。そして、異物の無い基板を搬送用ロボット１０６によってプリアライメント装置１０８に搬送し、基板のプリアライメントを行う。プリアライメント後の基板は、搬送用ロボット１０９によって露光装置本体１１０へと送られて、マスクＭのパターンが露光転写される。露光後の基板は、搬送用ロボット１０９によって下流のコンベア１１１に渡されて、次工程へと送られていた。【０００３】
また、露光前に基板を温調する装置としては、種々のものが考案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。特許文献１に記載の露光装置は、ガラス基板を搬送する一対のステージ装置を備え、ガラス基板の露光を行う露光位置と、その左右にステージ装置に対してガラス基板のロード／アンロードを行う一対のロード／アンロード位置が設けられている。そして、一方のステージ装置が露光している間に、他方のステージ装置が基板を温調することが記載されている。また、特許文献２に記載のプリアライメント装置は、ウェハを回転させてプリアライメントしながら、ウェハの下面からランプを照射させてウェハを加熱する。【０００４】
さらに、プロキシミティ露光前に基板の異物を検出する装置として、特許文献３では、異物検出のための載置台をプリアライメントステージや温度調整機能付きプレートとし、また、異物検出装置として、複数のレーザー光照射部と、異物における散乱光を撮像する複数の撮像手段と、画像処理部と、を有することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特許第４０２０２６１号公報
【特許文献２】日本国特開２００５−３２９０６号公報
【特許文献３】日本国特開２００７−４０８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図９に示すようなユニットでは、精密温調装置１０５、異物検査機１０７、及びプリアライメント装置１０８が個々に配置されていたため、基板の温調、異物検査、プリアライメントを順に行わなければならず、タクトロスが発生し、また、複数の搬送用ロボット１０４，１０６，１０９も必要となり、ユニット全体が大型化してしまう。【０００７】
また、特許文献１に記載のような露光装置では、一方のステージ装置の露光時間と他方のステージ装置の温調時間に差が生じてしまうと、タクトロスが発生するという課題がある。さらに、特許文献２に記載のプリアライメント装置は、回転駆動によってウェハをプリアライメントする際に温調するものであり、フラットパネルディスクプレイを製造する際に使用されるマザーガラスのような基板をプリアライメントする装置と異なるものである。【０００８】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、露光ユニット全体を小型化することができ、また、タクトタイムの短縮を図ることができるプリアライメント装置及びプリアライメント方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  露光装置に搬送される基板をプリアライメントするためのプリアライメント装置であって、
前記基板を載置するための基板保持部と、
前記基板保持部を所定の方向及び該所定の方向と直交する方向に駆動するとともに、これらの方向と直交する軸まわりに回転駆動する基板駆動機構と、
前記基板保持部に載置された基板を温調する基板温調機構と、
を有することを特徴とするプリアライメント装置。
（２）  前記基板保持部に載置された基板の異物を検出する異物検出機構をさらに備えることを特徴とする（１）に記載のプリアライメント装置。
（３）  露光装置に搬送される基板をプリアライメントするためのプリアライメント装置であって、
前記基板を載置するための基板保持部と、
前記基板保持部を所定の方向及び該所定の方向と直交する方向に駆動するとともに、これらの方向と直交する軸まわりに回転駆動する基板駆動機構と、
前記基板保持部に載置された基板の異物を検出する異物検出機構と、
を有することを特徴とするプリアライメント装置。
（４）  前記異物検出機構は、前記基板保持部の上方に配置され、前記所定の方向に直線状に配置される複数のカメラと、該カメラが撮像する基板の位置に光を照射する光源と、を有することを特徴とする（２）又は（３）に記載のプリアライメント装置。
（５）  前記異物検出機構は、前記複数のカメラ及び前記光源を前記直交方向に搬送する搬送機構、をさらに備えることを特徴とする（４）に記載のプリアライメント装置。
（６）  前記複数のカメラ及び前記光源は、前記直交方向において、前記基板保持部に前記基板を受け渡すための搬送用ロボット寄りの位置に配置されていることを特徴とする（４）に記載のプリアライメント装置。
（７）  前記異物検出機構は、前記所定の方向における前記基板保持部の側方にそれぞれ配置されたレーザー投光器とレーザー受光器とを有することを特徴とする（２）又は（３）に記載のプリアライメント装置。
（８）  前記異物検出機構は、前記レーザー投光器とレーザー受光器を前記直交方向に搬送する搬送機構、をさらに備えることを特徴とする（７）に記載のプリアライメント装置。
（９）  前記レーザー投光器とレーザー受光器は、前記基板保持部の直交方向において、前記基板保持部に前記基板を受け渡すための搬送用ロボット寄りの位置に配置されていることを特徴とする（７）に記載のプリアライメント装置。
（１０）  基板を載置するための基板保持部と、前記基板保持部を所定の方向及び該所定の方向と直交する方向に駆動可能、並びにこれらの方向と直交する軸まわりに回転駆動可能な基板駆動機構と、前記基板保持部に載置された基板を温調する基板温調機構と、を有するプリアライメント装置のプリアライメント方法であって、
前記基板保持部に載置された基板を温調する工程と、
前記温調が行われている基板にプリアライメントを行う工程と、
を有することを特徴とするプリアライメント方法。
（１１）  基板の異物を検出する異物検出機構によって、前記温調が行われている基板の異物を検出する工程をさらに備えることを特徴とする（１０）に記載のプリアライメント方法。
（１２）  基板の異物を検出する異物検出機構によって、搬送用ロボットが前記基板保持部に前記基板を受け渡す際に、前記基板の異物を検出する工程をさらに備えることを特徴とする（１０）に記載のプリアライメント方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のプリアライメント装置及びプリアライメント方法によれば、基板保持部に載置された基板を温調する基板温調機構を有することで、プリアライメント装置と基板温調機構とが単一の装置となり、露光ユニット全体を小型化することができる。また、温調が行われている基板にプリアライメントを行うことで、タクトタイムの短縮を図ることができる。【００１１】
本発明の他のプリアライメント装置によれば、基板保持部に載置された基板の異物を検出する異物検出機構を有することでも、プリアライメント装置と異物検出機構とが単一の装置となり、露光ユニット全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のプリアライメント装置が適用される第１実施形態の露光ユニットを説明するための概略図である。
【図２】本発明のプリアライメント装置を示す側面図である。
【図３】本発明のプリアライメント装置を示す上面図である。
【図４】（ａ）は、本発明のプリアライメントユニットの第１の変形例を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。
【図５】本発明のプリアライメントユニットの第２の変形例を示す上面図である。
【図６】本発明のプリアライメントユニットの第３の変形例を示す側面図である。
【図７】図６のプリアライメントユニットの上面図である。
【図８】本発明の変形例に係るドライエアーを吹き付ける装置を示す上面図である。
【図９】従来のプリアライメント装置が適用される露光ユニットを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のプリアライメント装置及びプリアライメント方法が適用される一実施形態の露光ユニットについて図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１に示す一実施形態の露光ユニット１０は、コーター１１、ホットプレート１２、及びコールドプレート１３を備えた処理ユニット１４と、プリアライメント装置２０と、露光装置本体１５と、搬出装置としてのコンベア１６と、処理ユニット１４とプリアライメント装置２０との間で基板の受け渡しを行う第１の搬送用ロボット１７と、プリアライメント装置２０と露光機本体１５とコンベア１６との間で基板の受け渡しを行う第２の搬送用ロボット１８と、を有する。なお、処理ユニット１４、露光機本体１５、コンベア１６、第１及び第２の搬送用ロボット１７，１８は、図８に示したものと同様、公知のものが適用される。また、コーター１１は、ホットプレート１２及びコールドプレート１３と別々に設けられてもよく、その場合、図示しない他の搬送用ロボットによって基板の受け渡しを行う。
【００１５】
本実施形態のプリアライメント装置２０は、図２及び図３に示すように、基台２１と、基板Ｗを保持する基板保持部である精密温調プレート（ＰＣＰ）２２と、精密温調プレート２２を支持する支持部材２３を、基台２１に対してＸ方向、Ｘ方向と直交するＹ方向、及びＸ、Ｙ方向に垂直な軸周りのθ方向に回転駆動する基板駆動機構２４と、支持部材２３に対して、複数のピン２５を上下方向（Ｚ方向）に駆動して、精密温調プレート２２に形成された複数のピン孔２２ａから進退させるピン駆動機構２６と、基台２１に取り付けられ、Ｘ方向とＹ方向の一方に２箇所、他方に１箇所設けられた複数のアライメントカメラ（エッジセンサ）２７と、を備える。また、精密温調プレート２２は、基板Ｗを温調する基板温調機構をなしており、ピン孔２２ａを迂回するように形成された内部の冷却配管を通過する冷却媒体によって基板Ｗの熱を放熱して基板Ｗを冷却する。
【００１６】
さらに、プリアライメント装置２０には、精密温調プレート２２の上方に配置され、Ｘ方向に直線状に配置される複数のカメラ３０と、カメラ３０が撮像する基板Ｗの位置に光を照射する光源３１と、複数のカメラ３０及び光源３１が取り付けられた可動部材３２をＹ方向に搬送する搬送機構３３と、を備えた異物検出機構３４が設けられている。搬送機構３３は、ボールねじのような駆動装置とガイド装置とを組合せた公知の機構によって構成されており、可動部材３２を基台２１のＸ方向両側で支持して、可動部材３２が精密温調プレート２２上を跨ぐように駆動する。また、本実施形態の光源３１は、棒状のＬＥＤ照明によって構成され、カメラ３０の視野内の明るさが均一となるように可動部材３２のＹ方向両側に設けられているが、可動部材３２のＹ方向片側に設けられてもよい。この光源３１のＬＥＤの波長は、可視光線の波長（５９０ｎｍ以上）である。
【００１７】
従って、本実施形態の露光ユニット１０では、洗浄されたガラス基板Ｗは、コーター１１によってレジストが塗布され、ホットプレート１２によって温めてレジストを乾燥させた後、コールドプレート１３によって荒熱を取り除く。その後、基板Ｗは、第１の搬送用ロボット１７によって複数のピン２５が上昇した状態のプリアライメント装置２０に受け渡される。ピン２５が下降して基板Ｗを精密温調プレート２２に接触させ吸着保持する。これにより、精密温調プレート２２によって基板Ｗは冷却される。
【００１８】
そして、基板Ｗを冷却している間、基板Ｗの端面をエッジセンサ２７によって位置検出し、精密温調プレート２２をＸ，Ｙ、θ方向に駆動して基板Ｗのプリアライメントを行う。そして、プリアライメントが完了した基板Ｗに対して、光源３１から光を照射し、搬送機構３３によって可動部材３２を移動しながらカメラ３０によって異物検出を行う。具体的に、異物が存在した場合には、カメラ３０が異物によって拡散した光を撮像することで異物検出を行う。
【００１９】
そして、異物検査及び温調が完了すると、ピン２５を上昇させて、第２の搬送用ロボット１８によって基板Ｗを露光装置本体１５へと搬送し、マスクＭのパターンが露光転写される。露光後の基板Ｗは、第２の搬送用ロボット１８によって下流のコンベア１６に渡されて、次工程へと送られる。
【００２０】
以上説明したように、本実施形態のプリアライメント装置２０及びプリアライメント方法によれば、プリアライメントする際に基板を保持する基板保持部を基板を温調する精密温調プレート２２としたことで、プリアライメント装置２０と基板温調機構とが単一の装置となり、搬送用ロボットの数も削減でき、露光ユニット全体を小型化することができる。また、温調が行われている基板にプリアライメントを行うことで、タクトタイムの短縮を図ることができる。
【００２１】
さらに、プリアライメント装置２０によれば、基板の異物を検出する異物検出機構３４を有するので、プリアライメント装置２０と異物検出機構３４とが単一の装置となり、露光ユニット全体を小型化することができる。
【００２２】
また、本実施形態のように、温調が行われている基板Ｗに異物検出を行うことで、タクトタイムの短縮を図ることができる。なお、異物検出工程は、本実施形態のように、プリアライメント工程後に行うことで、基板Ｗの傾きによってカメラ３０が撮像できない領域が生じる可能性がなくなり、異物検出の精度を向上することができる。
ただし、基板Ｗが精密温調プレート２２に傾いて載置されてもカメラ３０が十分に撮像できるような場合には、異物検査はプリアライメントを行う前に行われてもよい。
【００２３】
また、異物検出機構３４は、図４に示すように、上記実施形態のように搬送機構を設ける代わりに、基板Ｗの全面が撮像できるように複数のカメラ３０を固定して配置し、基板ＷのＸ方向両側に光源３１を配置して横から光を照射するようにしてもよい。そして、異物ｆが存在した場合には、カメラ３０が異物によって拡散した光を撮像することで異物検出を行う。なお、上記実施形態及び該変形例のいずれにおいても、異物検査の際の光源３１の位置は、基板Ｗの面に対して横、真上、斜めいずれの方向から照射するようにしてもよい。
【００２４】
さらに、上記実施形態では、温調が行われている基板Ｗに異物検出が行われているが、図５に示すように、異物検出は、第１の搬送用ロボット１７が精密温調プレート２２に基板Ｗを受け渡す際に行われるようにしてもよい。この場合、異物検出機構３４は、搬送機構を設ける必要がなく、Ｘ方向に直線状に配置される複数のカメラ３０及び光源３１は、Ｙ方向において、第１の搬送用ロボット１７寄りの位置に固定して配置される。そして、第１の搬送用ロボット１７によって搬送される基板Ｗが複数のカメラ３０の下方を通過する際に、異物検査が行われる。
【００２５】
また、異物検出機構３４は、図６及び図７に示すように、基板保持部のＸ方向両側にそれぞれ配置されたレーザー投光器４０とレーザー受光器４１とを有するレーザー透過式の構成であってもよい。レーザー光としては、波長が６７０ｎｍ以上のものが使用され、例えば、赤色半導体光が使用される。この場合、レーザー投光器４０は水平にレーザー光を出射し、異物がない場合には、レーザー受光器４１は該レーザー光を直接受光するので、基板Ｗにレーザー光が照射されることが防止され、基板の温度上昇が抑制される。また、レーザー投光器４０のレーザー光は、基板の表面より高く、且つ、露光時におけるマスクＭと基板Ｗとのギャップ（例えば、５００μｍ以下）の範囲で水平に出射されることが望ましい。
【００２６】
この場合にも、温調している基板Ｗに対して、搬送機構３３によってレーザー投光器４０とレーザー受光器４１とをＹ方向に同期して移動させながら異物検査を行うことができる。或いは、異物検出機構３４は、搬送機構を設けずに、レーザー投光器４０とレーザー受光器４１とを、Ｙ方向において、第１の搬送用ロボット１７寄りの位置に固定して配置し、第１の搬送用ロボット１７が精密温調プレート２２に基板Ｗを受け渡す際に異物検出が行われるようにしてもよい。
【００２７】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
【００２８】
本実施形態のプリアライメント装置は、基板温調機構と異物検出機構の両方を備えているが、いずれか一方を備える構成であっても本発明の効果を奏することができる。
【００２９】
また、本発明の異物検査は、検査前において基板Ｗの上面にドライエアーを吹き付ける事により、基板Ｗの上面の異物を吹き飛ばしてから行うようにしてもよく、また、異物検査後に発見された基板Ｗの上面の異物を、ドライエアーにより除去するようにしてもよい。例えば、図８に示すように、第１の搬送用ロボット１７とプリアライメント装置２０との間に、ドライエアーを吹き付ける装置５０を配置し、基板Ｗをプリアライメント装置２０に搬送する最中に、基板Ｗの上面の異物を吹き飛ばすようにしてもよい。勿論、プリアライメント装置２０と第２の搬送用ロボット１８との間に、該装置５０を配置して、プリアライメント装置２０から基板を受け取る最中に、基板Ｗの上面の異物を吹き飛ばすようにしてもよい。
【００３０】
さらに、検査装置としてのカメラやレーザーは、マスクと基板のギャップやコスト面を考慮して、選択して使用してもよい。
本発明は、２００９年１１月２５日出願の日本特許出願（特願２００９−２６７９１７）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  露光ユニット
１４  処理ユニット
１５  露光装置本体
１６  コンベア（搬出装置）
１７  第１の搬送用ロボット
１８  第２の搬送用ロボット
２０  プリアライメント装置
２２  精密温調プレート（基板保持部、基板温調機構）
２４  基板駆動機構
３０  カメラ
３１  光源
３３  搬送機構
３４  異物検出機構
４０  レーザー投光器
４１  レーザー受光器
【図１】
2011065380.tif 000003
【図２】
2011065380.tif 000004
【図３】
2011065380.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011065380.tif 000009
【図８】
2011065380.tif 000010
【図９】
2011065380.tif 000011
【国際調査報告】
2011065380.tif 000012
2011065380.tif 000013
2011065380.tif 000014
2011065380.tif 000015